Keratin är pulverett fibröst protein som produceras av animaliska epitelceller. Huvudkomponenterna som utgör hår, fjädrar, horn, rustningar, hovar, siden, etc., har en skyddande effekt på djur. Det kan delas in i två kategorier: den ena är alfa-keratin, som är ett protein som finns i hår, horn, naglar, hovar, etc., med rikligt innehåll av cystein i molekylen; En annan typ är betakaratin, som silkesfibroin, som inte innehåller cystein eller cystein i sin molekyl, men har höga nivåer av glycin, alanin och serin. De kemiska egenskaperna är extremt stabila, med ett särskilt högt innehåll av disulfidbindningar. Under normala förhållanden är det olösligt i vatten, saltlösningar, utspädda syror och utspädda alkalilösningar, men kan lösas upp i oorganiska sulfidlösningar. Läderindustrin använder oorganiska sulfider för att ta bort läder genom att använda denna egenskap. Ull och siden, huvudsakligen sammansatt av keratin, är extremt viktiga textilmaterial. Silkesfibroinet är keratin, som står för 70-75% av silket och är den olösliga delen av siden. Dess yttre skikt är belagt med sericin (en typ av globulin), som står för ungefär 22-24%. Det är inte trådformigt och kan lösas i varmt vatten. Inom sidenindustrin måste naturligt silke (allmänt känt som råsilke) kokas i vatten för att lösa upp och ta bort sericinprotein, för att bearbeta naturligt silke till ljusa och mycket mjuka silkesfibrer för vävning.
1. Mekanisk metod
Mekanisk extraktion av keratin involverar huvudsakligen uppvärmning och tryck för att bryta och hydrolysera disulfidbindningar mellan och även inom keratinmolekyler i hårfibrer, och därigenom förvandla keratin i håret till lösligt keratin. Mekaniska metoder kan delas in i högtryckshydrolysmetod och högtrycksexpansionsmetod, extruderingsmetod och extruderingsmetod. Under hydrolysprocessen kan syra och alkali tillsättas till reaktionskärlet för att bilda högtemperaturtrycksatt utspädd syrahydrolysmetod respektive högtemperaturtrycksatt utspädd alkalihydrolysmetod. Bland dem är expansionsmetoden överlägsen eftersom dess hydrolystemperatur är relativt låg, tiden är relativt kort och produkten är lös och lätt att pudra.
2. Kemisk metod
Beroende på de olika råvaror och reagens som används kan kemiska metoder generellt delas in i syra-basbehandling, reduktion, oxidation etc. Vid upplösning av keratin genom kemiska metoder tillsätts ofta en viss mängd denatureringsmedel, ytaktiva ämnen etc. stör intermolekylära krafter, vätebindningar etc. för att öka lösligheten av keratinmolekyler.
Den grundläggande processen för syra-basbehandling är att först svälla håret med syra eller alkali och sedan hydrolysera det vid en viss temperatur för att få lösligt keratin. För att förbättra upplösningseffektiviteten är det vanligtvis nödvändigt att använda det tillsammans med ett reduktionsmedel. Under denna process kan koncentrationen av surhet och alkalinitet, såväl som reaktionens temperatur, påverka molekylvikten och utbytet av keratin. Under syra-basupplösningsprocessen sker oundvikligen hydrolys av peptidbindningar och nedbrytning av disulfidbindningar i proteinmakromolekyler. I denna metod måste därför motsättningen mellan utbytet och molekylvikten av keratin lösas. I allmänhet kan keratin med högre molekylvikt erhållas på en kortare upplösningstid, men utbytet av keratin är lägre; Långvarig upplösning kan dock lätt få peptidbindningar i keratinmolekyler att bryta, vilket resulterar i produkter med lägre molekylvikt; Ju högre utbyte av den lösliga keratinprodukten är, desto mindre är dess molekylvikt.
2.2 Reduktionsmetoden använder ett reduktionsmedel för att reducera disulfidbindningar i keratinmolekyler till tiolgrupper, vilket resulterar i lösligt keratin. De använda reduktionsmedlen är i allmänhet tiolföreningar, såsom natriummerkaptoacetat, 2-merkaptoetanol, merkaptoättiksyra och ditiotreitol. Keratinet som innehåller en stor mängd tiolgrupper som erhålls genom reduktion måste skyddas med lämpliga reagens på grund av den mycket reaktiva naturen hos tiolgrupper, som lätt oxideras, för att erhålla en stabil keratinlösning; Typiskt används ytaktiva ämnen som natriumdodecylsulfonat [22] eller ramnolipider för att skydda tiolgrupper. Dessa ämnen kan också minska ytspänningen hos keratinmolekyler och öka lösligheten av keratin [23]. Dessutom kan metallsulfider också användas som reduktionsmedel, såsom natriumsulfid, som kan reducera disulfidbindningar och lösa upp keratin; Guanidin eller guanidinhydroklorid kan också användas för att helt sträcka peptidkedjan, exponera de funktionella grupperna fullständigt och sedan reducera och extrahera med ett denaturerande medel. Användning av en kombination av reduktionsmedel: sulfit/karboxamidföreningar/natriumsalt organiska föreningar blandade med råmaterial, med stegvis reduktion för att öppna disulfidbindningar och sedan skydda keratin med ytaktiva ämnen kan förhindra keratinoxidation. Molekylviktsfördelningen för huvudprodukterna är mellan 40-80kD. Reagensen som används i reduktionsmetoden är relativt milda, med mindre skada på peptidkedjan, vilket resulterar i högre molekylvikt och utbyte av keratinprodukter; Vanligtvis den föredragna kemiska extraktionsmetoden.
3 Oxidationsmetod
Grundprincipen är att använda oxidanter för att oxidera disulfidbindningarna i keratin till sulfonsyragrupper, vilket ger lösligt keratin.
De oxidanter som används i oxidationsmetoden är i allmänhet peroxider såsom myrsyra, perättiksyra och väteperoxid. Sulfonering med Na2SO3 och oxidation med koppar(III)ammoniumhydroxid omvandlar cystingruppen till S-tiocystein och centrifugera gel som keratin med ett matningsfiltreringssystem med mild gravitation. Separera den gelliknande lösningen av starkt S-sulfonerad keratinderivat, tillsätt kelatbildaren och använd sedan den isoelektriska punktmetoden för att fälla ut och separera det mellanliggande filamentösa proteinet och S-sulfonerat keratin-högsvavligt protein. Under oxidationsprocessen kommer emellertid fenomenet med oxidativ fraktur i peptidkedjorna oundvikligen att inträffa, så den genomsnittliga molekylvikten för keratin som erhålls med oxidationsmetoden är inte hög.
4 Biologisk lag
Huvudmetoden är att utnyttja nedbrytningen av keratin av keratinas för att bryta ner olösligt keratin till lösligt keratin. På grund av den specifika nedbrytningsfunktionen av naturligt keratin av keratinas, kan det avsevärt förbättra lösligheten av keratin. Denna metod tar dock i allmänhet lång tid och produkterna är till största delen peptider med lägre molekylvikter.
Yolanda
Mobil: +86 -29-86107037-8012
E-post:sales9@konochemical.com
Tel/Wechat : 18729555803